1.项目简介：掌上多功能超声波测厚仪主要用于钢铁、石油化工、工业锅炉等个领域材料厚度的测量。随着现代工业不断发展，检测手段的要求也越来越高，特别是材料厚度的测量至关重要，材料的腐蚀是严重影响生产设备使用寿命的重要原因之一，必须定期检测壁厚以防事故发生。一般测厚仪测量效果不好。压力容器的定期检测，测厚也是一项重要的检测内容。而掌上多功能超声波测厚仪的优势在于它为手持式，它的体积小，检验区小，灵敏度高，安全，对设备无损伤，它的生产无污染，无公害，是一种绿色工业。是电力、石油、冶金、机械、船舶等工业部门和锅炉检测部门必不可少的检测仪器。

残余应力超声无损检测仪采用超声临界折射纵波的方法，可以检测构件表层内的沿着表面方向一定深度内的残余应力，利用体波方法可以检测沿构件厚度或深度方向的残余应力，适合于所有透声固体材料（包括金属、非金属或复合材料等）。目前已申请和获批30多项中国和国际发明专利，在航空航天、兵器船舶、石油管道、铁路车辆等行业得到广泛应用。

Ø  成果简介：材料的弹性模量表征固体材料抵抗各种弹性变形的能力，在材料研制、产品的设计、制造、检测、标定和使用过程中都是非常重要的物理参数。该超声弹性模量测量系统包括换能器和超声弹性模量测量仪两部分，通过在固体材料中激发不同模式的超声波、测量其声速，并根据材料弹性模量与超声声速和密度之间的固有关系最终计算得出材料的弹性模量。根据磁致伸缩效应及其逆效应研制的磁致伸缩换能器可分别激发出超声纵波和扭转波。使用该换能器可测得小尺寸试样的杨氏模量、切变模量及其他各相关弹性常数。此外，利用

1 成果简介随着生态环境的不断恶化，空调系统的高度普及，严重呼吸系统疾病的流行，以及国民物质水平的不断提升，消费者的健康意识有了极大提升，室内空气质量问题日益受到人们的关注。 然而目前国家并未出台空气净化产品的相关标准，市场上的空气净化器的产品性能与质量参差不齐，净化效果、使用寿命等都存在很多问题。为了满足人们对空气净化产品日益增长的需求，对更高生活水平的需求，需要一种高性能、高安全性、低成本、多功能的空气净化器产品。 超声雾化粉尘过滤技术是一种新型的空气过滤技术。超声水雾净化的技术原理是通过超声作用，将水雾蒸发为蒸汽，然后以空气中细颗粒物为凝结核发生异质核化过程， 通过这一云物理过程形成小的液滴，并通过不断的增长和碰并最终结合成为较大的液滴， 最终实现空气中细颗粒物的净化。 与传统的空气过滤技术相比，它具有对细微粉尘的过滤效果明显、低成本、高安全性的特点。  图 1 第三代产品设计图 图 2 第三代超声雾化空气净化器原理样机。 经过两代原理样机的开发，目前开发的第三代产品的特点如下：基于超声雾化粉尘过滤技术，具有对细微粉尘的过滤效果明显、低成本、高安全性的特点；经过四级水净化室，充分净化空气；加入紫外线杀菌功能，在净化空气的同时杀灭细菌；与换气系统相结合，实现密闭室内的换气任务；与换气系统及换热器相结合，可降低换气中的热耗散；结合监测系统与自动控制功能，实现换水、换气与空气净化的智能化。上述优点表明，该产品对细微粉尘的过滤效果明显、成本低、安全性高、智能化、兼具杀菌作用、并能与换气换热系统相结合，是适合于各类场合空气净化的产品。 性能参数：大载气流量情况下（ 55L/min）的颗粒物清除效率： 57.7%；其中，回流室： 15.1%；水过滤室： 20.2%；小载气流量情况下（ 2.4L/min）的颗粒物清除效率： 82.9%。2 效益分析随着空气质量的不断恶化和消费者健康意识的不断提升，消费者对空气净化产品有很大的市场需求。由于目前国内外市场上还没有基于超声水雾净化原理的产品出现，基于该产品的产品性能优势，本产品具有较大的推广空间以及经济效益潜力。该产品的大规模推广将可以有效提高国民的健康预防意识，有效降低临床病人看护问题，对国民健康水平的提高有着重要的意义，产生一定的社会效益。3 合作方式转让或者联合推广。4 项目所属行业领域能源环境。

本实用新型公开了一种针对兔子实验的超声探头，金属外壳的内壁设有声学绝缘层，金属外壳的内部套设有柱状的金属内壳，金属内壳的内部挖空形成空心部分，金属内壳一侧的缺口处被弧形保护膜替代，金属内壳的另一侧与金属外壳部分相切，弧形保护膜与金属外壳之间设有弧形电极，弧形电极的两级之间设有弧形压电晶片，弧形电极的下极与弧形保护膜之间设置弧形声匹配层，电线的一端与弧形电极的上极连接，电线的另一端从设置在金属外壳上的接头伸出；金属内壳与金属外壳之间填充阻尼块；该超声探头两侧靠近边缘处设有用于弹性绑带穿过的圆孔。本实用新型解决了现有技术中在实验时超声探头在兔子膝关节难于固定，降低超声效果，耗费大量人力的问题。

本成果用于机械零部件再制造中的清洗环节。采用超声清洗与盐浴清洗的 复合技术，以达到对再制造毛坯零件表面污染物的有效去除。设备主要构造包 括：清洗机内槽可以将盐加热到熔融状态，提供零部件的清洗环境；清洗机外 槽装有超声换能器，对内槽中的零部件提供超声清洗作用。

非接触式激光超声检测设备主要包括激光超声激发仪器、激光超声接收仪器、超声信号处理系统、机械运动单元、工控机等。备可以应用于复合材料、金属材料内部和表面缺陷的检测。 在原理样机的基础上，开发具有高效率、高精度、非接触技术特点并且能够在线、现场应用的激光超声检测设备，可以解决我国航空航天新材料、新工艺、新结构检测和武器装备原位检测以及核工业设施高温、高压、辐射条件下现场检测问题，显著提高基础部件（如大型复杂型面部件、平板及管等）检测效率和精度，大幅提升我国高端装备制造质量控制能力和重大基础设施安全评定水平，带动石油、电力、汽车、船舶等其它领域相关行业整体水平提升。 主要性能指标：1. 检测方式：脉冲反射法、穿透法；2. 光声带宽：0.5～20MHz；3. 测量带宽：100MHz；4. 测量精度：<100µm；5. 可检材料类型：复合材料、金属；6. 缺陷类型：脱粘、腐蚀、裂纹、孔洞、分层、夹杂；7. 缺陷位置：表面、内部。非接触式激光超声检测设备是北航无损检测技术研究中心自主研制的无损检测设备，具有自主知识产权。

水浸超声C扫描检测设备主要由超声激发/接收单元、三维机械扫描部件、工业控制计算机和C扫描软件等组成。该设备可以用于复合材料、金属材料内部缺陷的检测，在原理样机的基础上进行再开发可以实现大型复合材料部件检测。 在此设备的基础上，开发具有高效率、高精度技术特点的无损检测设备，可以解决我国航空航天新材料、新工艺的检测问题，显著提高基础部件（如大型小曲率平板等）检测效率和精度，大幅提升我国高端装备制造质量控制能力。 主要性能指标：1. 检测方式：脉冲反射法；2. 测量精度：<1mm；3. 可检材料类型：复合材料、金属；4. 缺陷类型：脱粘、腐蚀、裂纹、孔洞、分层、夹杂；5. 缺陷位置：表面、内部。水浸超声C扫描检测设备是北航无损检测技术研究中心自主研制的无损检测设备，具有自主知识产权。

超声波频率优化控制关键技术研究及其应用项目所研究的技术属于先进制 造领域。相关技术的产品涉及振动与声、电子、机械及材料等新技术。国内超声 波应用系统中的主要部件（超声波换能器、超声波电源）其技术指标与国外有相 当距离，制约了整个行业的发展。因此，本项目主要围绕超声波电源及超声波应 用，结合企业新产品的研发，针对超声波相关产品研发中的多项关键技术展开研 究，提出解决方案。关键技术的突破提升了企业产品质量水平及竞争比较优势， 创造了巨大的经济效益，为提升超声波应用行业产品技术水平建立良好的示范作 用。项目主要研究下述 3 方面技术： 1.超声波生物处理（萃取、破碎、清洗等系统）是电力电子技术与生物工程 技术交叉、融合的学科，被广泛应用于轻工、食品、医药、能源、化工等领域的 机械装备，是近年快速发展的轻工工艺装备。项目以大范围频率搜索策略，配置 多套换能执行振板、匹配谐振网络和宽频带超声波电源装置，通过操控（总控、 显示、参数设置、模式设置与功率给定功能）终端协调、控制，进行超声波生物 处理优化频率的搜索。通过对应不同处理过程的不同物理量传感器，对处理液中 超声波作用区域进行处理效率监测，得到处理效率变化的动态，依据该动态，确 定最佳工艺，使各种不同处理对象接受到适合频率的超声波作用，从而成倍提高 处理效率。主要包括：以超声波电源作为系统的执行器，以生物处理过程（效率） 为反馈量，实现超声波生物处理的全闭环反馈控制系统。 2.超声波精细雾化化学机械抛光处理，是机械工程与电子工程交叉学科，解 决常规工艺无法解决的机械加工问题。通过本项目研发的超声波电源，在“超声 雾液化学机械研抛纳米表面形成机理和关键技术”发挥了关键作用，保证了课题 的研发需求。 3.超声波电源。主要研究超声波电源系统原理、系统实现方法和在生物处理 方面、机械加工、塑料焊接方面的应用。当前超声波电源系统主要有信号源、驱 动电路、采样反馈电路、（算法）控制系统。其结构方案为：①模拟+数字电路； ②全数字电路；③微型计算机电路。缺点为运行功耗大，无自动频率跟踪功能或 频率跟踪范围小，无法保证输出最大功率。本项目完成了基于高速 DSP 电路的超 声波电源。采用智能控制算法，自动频率跟踪范围宽，输出功率效率高。能在超338 声换能器的工况变化（温度、负载、模具等）时，频率跟踪点稳定地运行在加工 工艺所需的频率上。 授权专利： 超声波生物处理的频率搜索控制方法 200910215255.9 超声波生物处理效率的盖上检测方法 201110342001.0 一种超声波灸袖珍式超声波穴位按摩仪及其操作电路 201110347561.5 一种超声波灸电路结构，201110049586.7 超声波生物处理的频带搜索匹配方法 201110363842.X 一种小功率高频超声波电源实现方法 2012100040137, 一种微型超声波发生器的高效节能方法，2012100096908， 超声波生物处理效率的盖上检测方法 2012101814370，201110049586.7 超声波生物处理的并行频率搜索控制系统 201020002032.2 超声波生物处理的频率搜索控制系统 201020002031.8 超声波生物处理效率的盖上检测装置, 2012200057985, 一种小功率高频超声波电源结构，2012200426513, 超声波频率搜索生物处理系统一体化结构，2012200738144, 袖珍式超声波穴位按摩仪及其操作电路 2012202604159 一种超声波灸，2012202608319

材料的弹性模量表征固体材料抵抗各种弹性变形的能力，在材料研制、产品的设计、制造、检测、标定和使用过程中都是非常重要的物理参数。该超声弹性模量测量系统包括换能器和超声弹性模量测量仪两部分，通过在固体材料中激发不同模式的超声波、测量其声速，并根据材料弹性模量与超声声速和密度之间的固有关系最终计算得出材料的弹性模量。根据磁致伸缩效应及其逆效应研制的磁致伸缩换能器可分别激发出超声纵波和扭转波。使用该换能器可测得小尺寸试样的杨氏模量、切变模量及其他各相关弹性常数。此外，利用压电纵波或横波换能器还可测得大尺寸试样的杨氏模量或切变模量。 该超声弹性模量测量系统可用于杨氏模量、切变模量及其它各常用弹性常数的实验室或在线测量，测量范围宽、精度高、测量快速方便。 其主要技术指标为:杨氏模量测量范围:10～400GPa；切变模量测量范围:5～160GPa；测量重复性均优于1％；测量响应时间小于1s。